扬声器振膜在空气中运动时,空气对振膜也会产生反作用力,等效扬声器整体的质量将增加。该等效质量一般称为空气随动质量或者空气附加质量。
对小口径扬声器单元,空气随动质量的轻微差异,对整体Mms估算影响不大。但对振动面积比较大,比如8寸以上的低音扬声器,空气随动质量计算的准确性还是有必要研究的。对准确设计音箱也有帮助。
1.自由场测试
一般认为自由场测试时空气随动质量
Mair=2.67*p*a^3=0.394D^3=0.566*Sd^(1.5)
p为空气密度(温度20℃时1.18kg/m^3),a为扬声器振膜半径,D为直径,Sd为振膜有效辐射面积。
关于Sd的计算,可以参考下面两篇文章。
常用的测试系统都是采用这个计算公式。
例外的是Klippel测试系统,是按上下两侧各有这么多空气随动质量。
而在普遍的认识中,无限大障板才需要按这样上下两侧质量计算。
2.无限大障板测试
一般认为无限大障板按上下两侧空气随动质量计算。
Mair=1.13*Sd^(1.5)
3.扬声器单元工作在音箱中的空气随动质量
很显然,箱体内外的形状对空气随动质量是有较大影响的,内外的空气随动质量也不一样。而且边界复杂的时候,估算起来也比较麻烦。
Beranek提出近似计算公式:
振膜前空气随动质量Mair-front=0.408*Sd^(1.5)
振膜后空气随动质量Mair-rear=0.667*Km*Sd^(1.5)
其中Km≈10^(-(0.462β+0.057),β是振膜面积和障板面积之比。